Технологические энергосистемы предприятий

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 

Кафедра энергетики и транспорта 
 
 
 
 

Расчетно-графическое  задание

по дисциплине «Технологические энергосистемы предприятий» 
 
 
 

Вариант № 10 
 
 
 

Выполнил:	Конарев Е.П., студент 4 курса  группы ЭП-471
Проверил:	Покоевец В.И., доцент кафедры ЭиТ

 
 
 
 
 
 
 

Мурманск 

2011 

СОДЕРЖАНИЕ 
 

 

Исходные  данные

Размеры резервуара, м:        диаметр        высота	22,9 11,845
Изоляция  резервуара:        материал         толщина, см	маты  из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем, ГОСТ 10499-78, марки МС-50 7
Длина мазутопровода, м:        на  всасывании        на  нагнетании	70 80
Диаметр мазутопровода, м:        на  всасывании        на  нагнетании	0,114 0,108
Доля  горизонтальных участков от общей длины  мазутопровода:	0,9
Количество  арматуры:        задвижек        клапанов	1 3
Изоляция  мазутопровода:        материал         толщина, см	маты  и вата из супертонкого стеклянного  волокна без связующего, ТУ 21 РСФСР 224-87 7
Расчетная температура, °С:        мазута        воздуха	70 –25

 
 
 
 
 

 

1 Определение тепловых потерь с поверхности мазутного резервуара

1.1 Коэффициент теплопередачи с боковой поверхности

,

где  d – толщина изоляции, м;

      l – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м ·град), расчетная формула выбирается по СНиП 2.04.14-88 в соответствии с вариантом задания;

      

      a₂ – коэффициент теплоотдачи от наружной стенки изоляции к воздуху, Вт/(м² ·град), принимается по СНиП 2.04.14-88 как для вертикальных трубопроводов на открытом воздухе, вид расчета – по заданной температуре на поверхности покровного слоя, коэффициент излучения обшивки – в соответствии с заданием.

      Средняя температура теплоизоляционного слоя

°С.

 Вт/(м·град);

 Вт/(м² ·град).

 Вт/(м² ·град).

1.2 Коэффициент теплопередачи  с крышки

,

где  d – толщина изоляции, м;

      l – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м ·град), расчетная формула выбирается по СНиП 2.04.14-88 в соответствии с вариантом задания;

      a₁ – коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри резервуара ко внутренней стенке резервуара, Вт/(м² ·град), принимается по СНиП 2.04.14-88 как для плоской поверхности и покровных слоев с высоким коэффициентом излучения С;

      a₂ – коэффициент теплоотдачи от наружной стенки изоляции к воздуху, Вт/(м² ·град). принимается по СНиП 2.04.14-88 как для плоской поверхности, коэффициент излучения обшивки – в соответствии с заданием.

      Средняя температура теплоизоляционного слоя

°С.

 Вт/(м ·град);

 Вт/(м² ·град).

 Вт/(м² ·град).

 Вт/(м² ·град).

1.3 Мощность тепловых  потерь

, Вт,

где  S – площадь поверхности, м²;

      Δt – разность температур воздуха внутри резервуара и наружного воздуха, град.

      От мазута к воздуху внутри резервуара

      От воздуха внутри резервуара к наружному воздуху

 Вт.

;

; °С. 

      С незаполненной поверхности

 

      С заполненной поверхности

      Мощность  тепловых потерь

кВт.

2 Определение тепловых потерь с поверхности мазутопровода

2.1 Коэффициент теплопередачи (линейный) с поверхности мазутопровода

,

где l – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м ·град), расчетная формула выбирается по СНиП 2.04.14-88 в соответствии с вариантом задания;

      a₂ – коэффициент теплоотдачи от наружной стенки изоляции к воздуху, Вт/(м² ·град), принимается по СНиП 2.04.14-88 как для вертикальных (горизонтальных) трубопроводов, коэффициент излучения обшивки – в соответствии с заданием.

      Средняя температура теплоизоляционного слоя

°С.

 Вт/(м ·град);

 Вт/(м² ·град).

      На  всасывании

 Вт/(м² ·град).

            На нагнетании

 Вт/(м² ·град).

2.2 Мощность тепловых потерь с поверхности мазутопровода

,

где к_i, l_i – коэффициент теплопередачи и длина соответствующего участка мазутопровода.

 кВт.

3 Мощность тепловых  потерь в контуре  рециркуляции

Определяется как сумма потерь с поверхности МР и мазутопровода: 

кВт.

4 Определение массового  и объемного расхода  мазута

4.1 Массовый расход

,

где  N – потери в мазутном контуре, рассчитанные в п. 3, Вт

      Dt_маз – заданный нагрев мазута в подогревателе, Dt_маз= 10°С;

      с – теплоемкость мазута,

 Дж/(кг·град);

      t – заданная температура мазута в МР.

 кг/с.

4.2 Объемный расход

,

где ρ – плотность  мазута, кг/м³.

 кг/м³.

 м³/с.

5 Расход пара для  подогрева мазута

,

где i_пар, i_конд – энтальпии пара и конденсата соответственно, определяем в соответствии с заданными параметрами пара и конденсата, причем температура конденсата принимается равной на 10°С выше температуры мазута в резервуаре, но не более 95°С. Указанные энтальпии определяются по таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара [1].

 МПа;   кДж/кг;

°С;  кДж/кг.

 кг/с.

6 Определение необходимого сечения паропровода

      Сечение определяется, исходя из допустимых скоростей  пара: для насыщенного м/с.

      

,

где v – удельный объем водяного пара, м³/кг.

 м.

7 Выбор подогревателя

      Сечение трубок подогревателя выбирается, исходя из допустимой скорости мазута м/с:

      

 м².

      Согласно  приложению 20а [2, с. 456] выбираем подогреватель 06 (ГОСТ 27590-88):

 м²;  мм.

8 Расчет коэффициента теплопередачи мазутного подогревателя

8.1 Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны пара

,

где  n – число трубок в подогревателе;

      e – поправочный коэффициент на число трубок в подогревателе, e = 0,7 при n £ 100;

      L – длина трубок подогревателя, м;

      l_п, m_п, v_п – теплопроводность, Вт/(м ·град), динамическая вязкость, Па·с, удельный объем, м³/кг конденсирующегося пара;

      G_п – массовый расход конденсирующегося пара, кг/с.

      По таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара [1] определяем:

              МПа;  Вт/(м ·град);

             °С;  Па ·с;

                                м³/кг.

 Вт/(м² ·град).

8.2 Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны мазута

      Т.к. коэффициент теплоотдачи со стороны  мазута зависит от температуры стенки трубки, которая неизвестна, то расчет ведем методом последовательных приближений, первоначально задаваясь  оценочным значением температуры  стенки трубки t_ст, найденным по формуле:

      

°С.

      Коэффициент теплоотдачи со стороны мазута

,

где  d_вн – внутренний диаметр трубок подогревателя, м;

      l_м.ср – теплопроводность мазута при средней температуре (между стенкой трубки и мазутом в МР);

°С;

 = 0,139 Вт/(м·град);

      m_м, m_ст – динамические вязкости мазута при заданной температуре мазута в МР и температуре стенки трубки соответственно, Па·с.